Desenvolvimento de um sensor acústico com padrão diretivo ajustável para monitoramento remoto [recurso eletrônico] = Development of an acoustic sensor with adjustable directive pattern for remote monitoring
Lucas Hernandez Pureza
DISSERTAÇÃO
Português
T/UNICAMP P973d
[Development of an acoustic sensor with adjustable directive pattern for remote monitoring]
Campinas, SP : [s.n.], 2023.
1 recurso online (72 p.) : il., digital, arquivo PDF.
Orientador: Bruno Sanches Masiero
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação
Resumo: Em busca de um monitoramento de um local em análise, tecnologias Ambisonics parece um caminho promissor para a caracterizar ambientes sonoros, retirar informações de áudio espacial e avaliar parâmetros auditivos de grande interesse em um ambiente de estudo. Pensando por esse lado, essa...
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Resumo: Em busca de um monitoramento de um local em análise, tecnologias Ambisonics parece um caminho promissor para a caracterizar ambientes sonoros, retirar informações de áudio espacial e avaliar parâmetros auditivos de grande interesse em um ambiente de estudo. Pensando por esse lado, essa dissertação acompanha a descrição técnica de um arranjo tetraédrico de microfones wireless, com transmissão via WiFi, capaz de gravar em tempo-real e de forma contínua sinais de áudio (rotulados como sinais de Formato B), sinais capazes de reconstruir e monitorar o ambiente sonoro. Primeiramente é descrito a teoria que envolve todo o processamento acústico, introduzindo o conceitos de ondas planas e harmônicos esféricos para a descrição de ambientes sonoros em um espaço esférico, e depois é explicado como essas considerações teóricas podem ser combinadas para reconstruir um ambiente sonoro a partir de microfones espalhados de forma equiangular em uma esfera. O protótipo então é idealizado, construído e explicado em detalhes no Capítulo 3, com o processamento dos sinais feito na linguagem Python em um microcontrolador Raspberry Pi 3, e os sinais transmitidos via WiFi para um servidor que fará o processamento para a obtenção dos sinais de Formato B. No Capítulo 4 são feitos experimentos para avaliar a qualidade e diretividade dos microfones empregados, além de um experimento para avaliar a filtragem espacial utilizando de um cenário composto por duas fontes tonais. Na parte reservada para as conclusões, é apontado a boa resposta da filtragem espacial, ao qual teve-se uma diferença de 18,8 dB da componente de frequência de interesse entre os sinais filtrados espacialmente. A partir do controle e ajuste do padrão polar, pôde-se monitorar os sinais simplesmente ponderando os canais de Formato B em uma faixa de frequência restrita
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Abstract: In search of a monitoring system of an environment in analysis, Ambisonics technology is a promissory way to characterize sound fields, retrieve spatial audio information, and evaluate auditory parameters of interest in a given space under study. Thinking in that direction, this...
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Abstract: In search of a monitoring system of an environment in analysis, Ambisonics technology is a promissory way to characterize sound fields, retrieve spatial audio information, and evaluate auditory parameters of interest in a given space under study. Thinking in that direction, this dissertation technically describes the construction of a wireless tetrahedral array of microphones with Wi-Fi transmission capable of recording (in real-time and continuously) audio signals in B-Format. These signals can reconstruct and manage the sound field around the sensor. First, the necessary theory of acoustics is presented, introducing the concepts of plane waves and spherical harmonics; later, it explains how these theoretical considerations can be combined to reconstruct a sound field from microphones scattered equiangularly on a sphere. The prototype is idealized, built, and explained in detail in Chapter 3, with the processing carried out in Python by a microcontroller Raspberry Pi 3, and signal transmission via Wi-Fi, connecting sensor and server (operational system in charge of the processing to obtain the B-Format signals). In Chapter 4, experiments are made to evaluate the microphones’ quality and directivity. Further, one experiment evaluates the spatial filter using a scenario composed of two tonal sound sources. The last chapter points to the result of the spatial filtering experiment, which had a distinction of 18.8 dB of the magnitudes of the frequency components of interest between the spatial filtered signals. With the control and adjustment of the polar pattern, one can manage signals by weighting the B-Format channels in a limited frequency range
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Desenvolvimento de um sensor acústico com padrão diretivo ajustável para monitoramento remoto [recurso eletrônico] = Development of an acoustic sensor with adjustable directive pattern for remote monitoring
Lucas Hernandez Pureza
Desenvolvimento de um sensor acústico com padrão diretivo ajustável para monitoramento remoto [recurso eletrônico] = Development of an acoustic sensor with adjustable directive pattern for remote monitoring
Lucas Hernandez Pureza